WO2012165153A1 - 電力供給システム - Google Patents

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WO2012165153A1
WO2012165153A1 PCT/JP2012/062607 JP2012062607W WO2012165153A1 WO 2012165153 A1 WO2012165153 A1 WO 2012165153A1 JP 2012062607 W JP2012062607 W JP 2012062607W WO 2012165153 A1 WO2012165153 A1 WO 2012165153A1
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power
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storage battery
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馬場　朗
清隆 竹原
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パナソニック株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system.
  • a power supply system that combines power generated by a solar power generation device with a commercial power source and further stores the power in a storage battery to supply power from the commercial power source, the solar power generation, or the storage battery (for example, Japanese Patent Publication 2011). No.-15501).
  • power companies divide the distribution area into multiple regions, create power supply schedules for each region in advance, and supply power to consumers Make the schedule known in advance. Then, for each region, the power supply capacity (power generation capacity) in the distribution area can be increased by combining the time period for supplying power from the commercial power system and the time period for stopping power supply from the commercial power system. To meet demand.
  • an object of the present invention is to provide a power supply system capable of achieving both improvement of the power supply / demand balance in a commercial power system and securing of power at the time of a power failure in each consumer.
  • the power supply system of the present invention is a power supply system that supplies power to devices using generated power of a distributed power source, stored power of a storage battery, and commercial power supplied from a commercial power system, and Supplying the generated power of the power source to the device, charging the storage battery with surplus power obtained by subtracting the used power of the device from the generated power of the distributed power source, and when there is no surplus power, the stored power of the storage battery is distributed to the device Supplying to the device together with the generated power of the power source, the insufficient power obtained by subtracting the generated power of the distributed power source and the power supplied by the storage battery from the power used by the device is a first algorithm supplied from the commercial power system, A surplus power mode in which the surplus power is reversely flowed to the commercial power system, the total amount of generated power of the distributed power source is reversely flowed to the commercial power system, and the storage battery Characterized in that it comprises a controller for executing second and algorithms switchably having modes peak assist mode for supplying DENDEN force to the device.
  • the controller prohibits supplying the storage power of the storage battery to the device before a power failure of the commercial power system, and the electricity charge of the commercial power system before the power failure of the commercial power system is It is preferable to charge the storage battery to a predetermined storage amount using the commercial power during a relatively inexpensive time period and execute the first algorithm during a power failure.
  • the controller executes the first algorithm when the power supply capacity from the commercial power system satisfies the power demand, and when the power supply capacity is insufficient with respect to the power demand, the second It is preferable to execute the algorithm.
  • the controller switches to the peak assist mode in a time period in which the power supply capability is predicted to be insufficient with respect to the power demand during a period in which the second algorithm is executed.
  • the controller receives data indicating whether or not the electric power company purchases surplus power in advance from the management server of the electric power company, and is determined that the surplus power is not purchased from the data. It is preferable to execute the first algorithm when it is determined that the second algorithm is executed when it is determined that the purchase of surplus power is performed.
  • the controller receives from the management server data including a timing for starting a peak assist mode in a period in which the second algorithm is executed.
  • the controller automatically executes the first algorithm when communication with the management server is interrupted or when a power failure occurs in a commercial power system.
  • FIG. 3 is a pattern diagram showing a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a pattern diagram showing a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a pattern diagram showing a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an operation of a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an operation of a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an operation of a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an operation of a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an operation of a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an operation of a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an operation of a peak assist algorithm according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a pattern diagram showing the operation of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a pattern diagram showing the operation of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a pattern diagram showing the operation of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a pattern diagram showing another operation of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a pattern diagram showing another operation of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a pattern diagram showing another operation of the second embodiment.
  • the power supply system of the present embodiment has the configuration shown in FIG. 1 and is used in each consumer who is supplied with power from an electric power company.
  • This system includes a distribution board 11, a power conditioner 12, a solar battery 13, a storage battery 14, a power meter 15, and a controller 16 as main components.
  • the pole transformer Tr provided around each customer converts the 6600V system sent from the power company's substation PS via the high-voltage distribution line Wa0 into a 200V / 100V system, and a single-phase three-wire system 200V. Supplied to / 100V main line Wa1.
  • the main electric line Wa ⁇ b> 1 is drawn into a consumer such as each dwelling unit, detached house, factory, office, etc. of the apartment house and connected to the distribution board 11.
  • the trunk line electric circuit Wa1 and the high voltage distribution line Wa0 correspond to the commercial power system of the present invention.
  • a main power breaker, a branch breaker, a solar power breaker, and the like are accommodated, and the main line Wa1 branches to a plurality of branch lines Wa2 via the main power breaker and the branch breaker.
  • Each branch electric circuit Wa ⁇ b> 2 is connected to a device K such as a lighting device, an air conditioner, or a home appliance, and supplies AC power to these devices K.
  • a device K such as a lighting device, an air conditioner, or a home appliance, and supplies AC power to these devices K.
  • FIG. 1 only one branch electric circuit Wa2 is shown.
  • the power conditioner 12 constitutes a solar power generation device by being combined with the solar cell 13, and further constitutes a power storage device by being combined with the storage battery 14.
  • the power conditioner 12 has a grid-connected operation function in which the AC output is coordinated with commercial power supplied by the substation PS.
  • the power conditioner 12 is connected to the main line Wa1 from the AC circuit Wa3 via the distribution board 11, and the AC output is supplied to the branch circuit Wa2 via the distribution board 11, or the commercial power system Reverse power flow (electric power sales).
  • the storage battery 14 is comprised by secondary batteries, such as a lithium ion battery, for example, and is connected to the power conditioner 12 via the charging / discharging path Wd1, and charging / discharging control is made by the power conditioner 12.
  • the power conditioner 12 charges the storage battery 14 using the commercial power from the commercial power system and the generated power of the solar battery 13. Further, the power conditioner 12 converts the stored power of the storage battery 14 into alternating current, and supplies the alternating current from the alternating current circuit Wa3 to the branch circuit Wa2.
  • the power meter 15 measures the power transferred between the commercial power system and the customer at the system monitoring point P1 of the main line Wa1, and at the power generation amount monitoring point P2 of the output of the solar cell 13, the power meter 15 The generated power is measured, and the measurement result is transmitted to the controller 16. Moreover, the measurement result of the electric power meter 15 is transmitted to the management server CS of the electric power company via the Internet NT1, and the electric power company uses it as meter-reading data of the amount of power purchased and the amount of electric power sold at each consumer.
  • the communication between the power meter 15 and the controller 16 may be either wireless communication or wired communication.
  • the controller 16 measures the load power supplied from the distribution board 11 to the device K at the load monitoring point P3 of the branch circuit Wa2. Then, the controller 16 performs charge / discharge control of the storage battery 14 by the power conditioner 12 based on the measurement result at the load monitoring point P3, the measurement result by the power meter 15, the storage amount of the storage battery 14, and the like. Further, the controller 16 of each customer is connected to the management server CS so as to be able to communicate via the Internet NT1.
  • the controller 16 of this system uses the “local production for local consumption algorithm” and the “peak assist algorithm” in order to achieve both the improvement of the power supply / demand balance in the commercial power system and the securing of power at the time of power outage for each consumer.
  • Two algorithms are executed in a switchable manner.
  • the local production for local consumption algorithm corresponds to the first algorithm of the present invention
  • the peak assist algorithm corresponds to the second algorithm of the present invention.
  • the power company determines whether or not the power generation capacity of the power station satisfies the power demand on the next day based on the power generation capacity of the power station (power supply capacity from the commercial power system) and the prediction of power demand. Then, based on this determination result, the next day's power selling system is set to “no purchase system” or “surplus power selling system”, and the setting of this power selling system is notified to each consumer.
  • the management server CS determines the power sale system of the next day to the controller 16 of each consumer as a “no purchase system”. ”Is set.
  • the no purchase system is a system in which the electric power company does not purchase the power generated by the solar battery 13. That is, the management server CS of the power company transmits data indicating whether or not to purchase surplus power the next day to the controller 16 of each customer via the Internet NT1.
  • the controller 16 sets the next day operation to “local production for local consumption algorithm (first algorithm)”, and the power conditioner according to the local production for local consumption algorithm. 12 performs charge / discharge control of the storage battery 14.
  • 2A to 2C show the daily operation pattern in which the local production for local consumption algorithm is executed.
  • FIG. 2A shows a daily power pattern, where X1 is the amount of power used in the consumer, and X2 is the amount of power generated by the solar cell 13.
  • FIG. 2B shows a storage amount pattern of the storage battery 14, and
  • FIG. 2C shows a power pattern at the system monitoring point P1.
  • 3A to 3D show a schematic operation in each time zone of the local production for local consumption algorithm.
  • non-purchase system is a normal power selling system
  • local production for local consumption algorithm is an algorithm that is normally executed.
  • the power storage operation of FIG. 3A is performed, and the controller 16 uses the midnight power to move the storage battery 14 to the target power storage amount M1.
  • the power conditioner 12 is instructed to charge.
  • a region R1 in FIG. 2A indicates the amount of power stored by the midnight power.
  • the device K is operating using midnight power supplied from the substation PS. Therefore, due to the storage of the storage battery 14 and the operation of the device K, tide current is generated at the system monitoring point P1 at night T1.
  • the controller 16 covers the insufficient power using the stored power of the storage battery 14, so the discharge operation of FIG.
  • the power conditioner 12 is instructed to Region R2 in FIG. 2A indicates the insufficient power covered by this stored power.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the generated power of the solar cell 13 is also converted into alternating current by the power conditioner 12 and supplied to the branch electric circuit Wa2. That is, the device K operates with the generated power of the solar battery 13 and the stored power of the storage battery 14.
  • zone T3 (daytime) when the electric power generation amount X2 of the solar cell 13 is larger than the electric power consumption amount X1 in a consumer, the controller 16 stores the surplus electric power of solar power generation in the storage battery 14, Therefore FIG.
  • the power conditioner 12 is instructed to Region R3 in FIG. 2A shows the amount of power stored by this surplus power. And the power conditioner 12 charges the storage battery 14 using the generated electric power of the solar cell 13 so that the reverse power flow direction power at the system monitoring point P1 becomes zero. Moreover, the electric power generated by the solar cell 13 is converted into alternating current by the power conditioner 12 and is also supplied to the branch electric circuit Wa2. That is, the device K operates only with the power generated by the solar cell 13.
  • the controller 16 causes the power conditioner 12 to stop the charging operation of the storage battery 14. Instruct. Surplus power of solar power generation that is no longer used for charging the storage battery 14 is sold. At this time, reverse power flow direction power is generated at the system monitoring point P1 for the operation of selling power. Region R4 in FIG. 2A shows the amount of power sold by this surplus power.
  • the controller 16 covers the insufficient power using the stored power of the storage battery 14, and therefore the discharge operation of FIG.
  • the power conditioner 12 is instructed to Region R5 in FIG. 2A indicates the insufficient power covered by this stored power.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to perform a discharging operation in order to cover the insufficient power using the stored power of the storage battery 14.
  • Region R6 in FIG. 2A indicates the insufficient power covered by this stored power.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to stop the discharge operation of the storage battery 14. Thereafter, as shown in FIG. 3D, commercial power from the substation PS is supplied to the device K. That is, the device K operates using only commercial power supplied from the substation PS, and forward power is generated at the system monitoring point P1.
  • the generated power of the solar cell 13 is stored in the storage battery 14 as much as possible, and the generated power and the stored power are controlled to be consumed in each consumer. Therefore, even at the time of a sudden power failure, each consumer can secure the power supply at the time of the power failure by the generated power of the solar cell 13 or the stored power of the storage battery 14.
  • the management server CS changes the power sale system on the next day to the “surplus power power sale system” for the controller 16 of each consumer. Notify setting.
  • the surplus power sales system is basically a system for selling the remainder (surplus power) of the power used by each consumer out of the power generated by the solar cell 13.
  • the controller 16 sets the operation of the next day to “peak assist algorithm (second algorithm)” when the next day power selling system is set to “surplus power selling system”, and the power conditioner according to the peak assist algorithm. 12 performs charge / discharge control of the storage battery 14.
  • 4A to 4C show the daily operation pattern in which the peak assist algorithm is executed.
  • FIG. 4A shows a daily power pattern, where X11 is the amount of power used in the consumer and X12 is the amount of power generated by the solar cell 13.
  • FIG. 4B shows a storage amount pattern of the storage battery 14, and
  • FIG. 4C shows a power pattern at the system monitoring point P1.
  • 5A to 5E show a schematic operation in each time zone of the peak assist algorithm.
  • the storage operation of FIG. 5A is performed, and the controller 16 uses the midnight power to set the storage battery 14 to a target storage amount of 100%. Instruct the power conditioner 12 to charge up to A region R11 in FIG. 4A indicates the amount of power stored by the midnight power.
  • the device K is operating using midnight power supplied from the substation PS. Therefore, due to the storage of the storage battery 14 and the operation of the device K, tide current is generated at the system monitoring point P1 at night T11.
  • the “peak assist algorithm (second algorithm)” in this system has two operation modes of “surplus power selling mode” and “peak assist mode”. And in the daytime when the solar cell 13 generates power, it operates in the “surplus power sale mode” or “peak assist mode”, and the surplus power sale mode becomes the basic operation mode. Then, when notifying the controller 16 that the “surplus power selling system” is set, the management server CS also notifies the timing for starting the peak assist mode.
  • peak assist mode setting period Ta it is predicted that the power generation capacity of the power plant will be insufficient with respect to the electric power demand during the period in which the peak assist algorithm is executed. It is set to the time zone when peak assist by electricity is expected.
  • the peak assist mode period Ta starts at the timing when the solar cell 13 starts power generation.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to discharge the same amount of power as the load power at the load monitoring point P3 from the storage battery 14, and performs the discharging operation of FIG. 5B. . That is, the device K operates only with the stored power of the storage battery 14. Therefore, in the peak assist mode period Ta, the entire amount of power generated by the solar cell 13 is sold. At this time, reverse power flow direction power is generated at the system monitoring point P1 for the power selling operation. Region R12 in FIG. 4A shows the amount of power sold by this surplus power.
  • the commercial power system includes solar power at each consumer.
  • the total amount of power generated by the battery 13 flows backward. Therefore, since the amount of power supply from the commercial power system increases, the power supply / demand balance is improved so that the power supply from the commercial power system satisfies the power demand of the commercial power system.
  • the controller 16 performs the discharging operation of the storage battery 14 so that the reverse power flow direction power at the system monitoring point P1 and the generated power of the solar cell 13 at the power generation amount monitoring point P2 coincide.
  • the power conditioner 12 may be instructed to do so. Also in this case, the operation of FIG. 5B is performed.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to stop the discharging operation of the storage battery 14, and sets the surplus power sale mode setting period (the surplus The process proceeds to the power sale mode period Tb).
  • the surplus power sales mode period Tb the surplus power sales mode period Tb1 (daytime) in which the power generation amount X12 of the solar cell 13 is larger than the power consumption amount X11 in the consumer, and the power generation amount X12 of the solar cell 13 is the power consumption amount in the consumer. It is composed of a surplus power sale mode period Tb2 (evening) smaller than X11.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to stop the charge / discharge operation of the storage battery 14.
  • the electric power generation amount X12 of the solar cell 13 is larger than the electric power consumption amount X11 in the consumer, as shown in FIG. 5C, the device K operates only with the electric power generated by the solar cell 13 and is not used by the device K. Surplus electricity from solar power generation is sold. At this time, reverse power flow direction power is generated at the system monitoring point P1 for the power selling operation. Region R13 in FIG. 4A shows the amount of power sold by this surplus power.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to stop the charge / discharge operation of the storage battery 14.
  • the apparatus K is the electric power generated by the solar cell 13 and the commercial electric power supplied from the substation PS. In operation, power in the tide direction is generated at the grid monitoring point P1. Region R14 in FIG. 4A indicates the insufficient power covered by this commercial power.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to stop the charging / discharging operation of the storage battery 14. And since the electric power generation amount X12 of the solar cell 13 is zero, the apparatus K operate
  • the peak assist mode period Ta is set at any time in a time period in which the power generation capacity of the power plant is predicted to be insufficient with respect to the power demand during the period of executing the peak assist algorithm. It does not always start at the morning timing.
  • the controller 16 uses the stored power of the storage battery 14 to cover the insufficient power.
  • the power conditioner 12 is instructed to perform a discharging operation.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the generated power of the solar cell 13 is also converted into alternating current by the power conditioner 12 and supplied to the branch circuit Wa2. That is, the device K operates with the generated power of the solar battery 13 and the stored power of the storage battery 14.
  • the present system switches between the two algorithms “local production for local consumption” and “peak assist algorithm” based on the prediction information of the power generation capacity and power demand of the power plant.
  • the prediction information of the power generation capacity and power demand of the power plant is transmitted as data from the management server CS of the electric company via the Internet NT1, and based on the data
  • the controller 16 switches between the two algorithms and executes them.
  • the present invention is not limited to this, and such prediction information may be input directly by each consumer via an operation unit (not shown) provided in the controller 16, for example, offline.
  • the local production / local consumption algorithm is executed, the generated power of the solar cell 13 is stored in the storage battery 14 as much as possible, and the generated power and the stored power are controlled to be consumed in each consumer. Therefore, even at the time of a sudden power failure, each consumer can secure the power supply at the time of the power failure by the generated power of the solar cell 13 or the stored power of the storage battery 14.
  • the power generation capacity of the power plant is insufficient for the power demand, it is better to sell the generated power of the solar cell 13 as much as possible by executing the peak assist algorithm rather than the local production for local consumption algorithm.
  • FIGS. 6A to 6C show a daily operation pattern when it is determined that the power generation capacity of the power plant is insufficient with respect to the power demand around noon, and the local production / local consumption algorithm is switched to the peak assist algorithm.
  • FIG. 6A shows a daily power pattern, where X21 is the amount of power used in the consumer, and X22 is the amount of power generated by the solar cell 13.
  • FIG. 6B shows a storage amount pattern of the storage battery 14, and
  • FIG. 6C shows a power pattern at the system monitoring point P1.
  • this system operates with the local production for local consumption algorithm. Then, at night T21 where the unit price of commercial power (midnight power) supplied from the substation PS is low, the power storage operation of FIG. 3A is performed, and the controller 16 uses the midnight power to move the storage battery 14 to the target power storage amount M1. The power conditioner 12 is instructed to charge. A region R21 in FIG. 6A indicates the amount of power stored by the midnight power. In addition, the device K is operating using midnight power supplied from the substation PS. Therefore, due to the storage of the storage battery 14 and the operation of the device K, tide power is generated at the system monitoring point P1 at night T21.
  • the controller 16 covers the insufficient power using the stored power of the storage battery 14, so the discharge operation of FIG.
  • the power conditioner 12 is instructed to A region R22 in FIG. 6A indicates the insufficient power covered by the stored power.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the controller 16 stores the surplus power of solar power generation in the storage battery 14, and therefore the charging operation of FIG.
  • the power conditioner 12 is instructed to Region R23 in FIG. 6A shows the amount of power stored by this surplus power.
  • the power conditioner 12 charges the storage battery 14 using the generated electric power of the solar cell 13 so that the reverse power flow direction power at the system monitoring point P1 becomes zero.
  • the electric power generated by the solar cell 13 is converted into alternating current by the power conditioner 12 and is also supplied to the branch electric circuit Wa2. That is, the device K operates only with the power generated by the solar cell 13.
  • the peak assist mode period Ta starts.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to discharge the same amount of power as the load power at the load monitoring point P3 from the storage battery 14, and performs the discharging operation of FIG. 5B. That is, the device K operates only with the stored power of the storage battery 14. Therefore, in the peak assist mode period Ta, the entire amount of power generated by the solar cell 13 is sold. At this time, reverse power flow direction power is generated at the system monitoring point P1 for the power selling operation. Region R24 in FIG. 6A shows the amount of power sold by this surplus power.
  • the controller 16 covers the power conditioner 12 to perform a discharging operation in order to cover the insufficient power using the stored power of the storage battery 14 in the subsequent time zone T24.
  • Region R25 in FIG. 6A indicates the insufficient power covered by this stored power.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to stop the discharging operation of the storage battery 14.
  • the commercial power from the substation PS is supplied to the device K. That is, the device K operates using only commercial power supplied from the substation PS, and forward power is generated at the system monitoring point P1.
  • FIGS. 7A to 7C show the daily operation pattern when the power generation capacity of the power plant is judged to be excessively supplied with respect to the power demand at around noon and the peak assist algorithm is switched to the local production for local consumption algorithm.
  • FIG. 7A shows a daily power pattern, where X31 is the amount of power used in the consumer, and X32 is the amount of power generated by the solar cell 13.
  • FIG. 7B shows a storage amount pattern of the storage battery 14, and
  • FIG. 7C shows a power pattern at the system monitoring point P1.
  • this system is operating with the peak assist algorithm. Then, at night T31 where the unit price of commercial power (midnight power) supplied from the substation PS is low, the power storage operation of FIG. 5A is performed, and the controller 16 uses the midnight power to set the storage battery 14 to the target storage amount 100%. Instruct the power conditioner 12 to charge up to A region R31 in FIG. 7A indicates the amount of power stored by the midnight power. In addition, the device K is operating using midnight power supplied from the substation PS. Therefore, due to the storage of the storage battery 14 and the operation of the device K, tide current is generated at the system monitoring point P1 at night T11.
  • the peak assist mode period Ta is started at the timing when the solar cell 13 starts power generation.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to discharge the same amount of power as the load power at the load monitoring point P3 from the storage battery 14, and performs the discharging operation of FIG. 5B. That is, the device K operates only with the stored power of the storage battery 14. Therefore, in the peak assist mode period Ta, the entire amount of power generated by the solar cell 13 is sold. At this time, reverse power flow direction power is generated at the system monitoring point P1 for the power selling operation. A region R32 in FIG. 7A indicates the amount of power sold by this surplus power.
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to perform the charging operation of FIG. 3C in order to store the surplus power of the photovoltaic power generation in the storage battery 14.
  • a region R33 in FIG. 7A indicates the amount of power stored by this surplus power.
  • the power conditioner 12 charges the storage battery 14 using the generated electric power of the solar cell 13 so that the reverse power flow direction power at the system monitoring point P1 becomes zero.
  • the electric power generated by the solar cell 13 is converted into alternating current by the power conditioner 12 and is also supplied to the branch electric circuit Wa2. That is, the device K operates only with the power generated by the solar cell 13.
  • the controller 16 covers the insufficient power using the stored power of the storage battery 14, and therefore the discharge operation of FIG.
  • the power conditioner 12 is instructed to A region R34 in FIG. 7A indicates the power shortage covered by the stored power.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to perform the discharging operation in order to cover the insufficient power using the stored power of the storage battery 14.
  • a region R35 in FIG. 7A indicates the insufficient power covered by the stored power.
  • the power conditioner 12 carries out discharge control of the storage battery 14 so that the tide power in the system
  • the controller 16 instructs the power conditioner 12 to stop the discharge operation of the storage battery 14. Thereafter, as shown in FIG. 3D, commercial power from the substation PS is supplied to the device K. That is, the device K operates using only commercial power supplied from the substation PS, and forward power is generated at the system monitoring point P1.
  • two algorithms “local production for local consumption algorithm” and “peak assist algorithm”, are used by switching based on the prediction information of the power generation capacity and power demand of the power plant.
  • the target storage amount is determined based on the integrated value of the power used by the device K that operates using the stored power.
  • the target power storage amount may be determined based on the history of the actual power consumption of the device K stored in advance.
  • the management server CS notifies each customer's controller 16 of the power failure time zone.
  • the controller 16 notified of the power failure time zone prohibits the discharge control before the power failure time zone, and charges the storage battery 14 to 100% of the charged amount using the midnight power by the power failure time zone (full charge).
  • the local production for local consumption algorithm is executed during the power outage. Thus, each consumer can more reliably secure power during a power outage.
  • controller 16 automatically executes a local production / local consumption algorithm when communication with the management server CS is interrupted or when a power failure occurs in the commercial power system.
  • controller 16 may automatically execute the peak assist mode period Ta of the peak assist algorithm for a predetermined time (for example, 11:00 to 16:00) in a predetermined period (for example, summer).
  • the controller 16 may automatically execute the peak assist algorithm by determining that the commercial power supply capability is insufficient.
  • the solar cell 13 is used as the distributed power source, but other distributed power sources such as a fuel cell and a wind power generator may be used.

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Abstract

　コントローラは、太陽電池の発電電力を機器へ供給し、太陽電池の発電電力から機器の使用電力を差し引いた余剰電力で蓄電池を充電し、余剰電力がない場合、蓄電池の蓄電電力を太陽電池の発電電力とともに機器へ供給し、機器の使用電力から太陽電池の発電電力および蓄電池の供給電力を差し引いた不足電力は、商用電力系統から供給する地産地消アルゴリズムと、余剰電力を商用電力系統に逆潮流させる余剰売電モード、太陽電池の発電電力の全量を商用電力系統に逆潮流させ、蓄電池の蓄電電力を機器へ供給するピークアシストモードの各モードを有するピークアシストアルゴリズムとを切替可能に実行する。

Description

電力供給システム
　本発明は、電力供給システムに関するものである。
　日本では、余剰電力を買い取る余剰電力買取制度の下、太陽光発電装置の普及が拡大している。
　さらに、太陽光発電装置による発電電力を商用電源と組み合わせ、さらに蓄電池に蓄電して、商用電源、太陽光発電、蓄電池から機器へ電力を供給する電力供給システムがある（例えば、日本国特許公開２０１１－１５５０１号公報）。
　商用電力系統からの電力供給が不安定になり、商用電力系統からの電力供給が、商用電力系統の電力需要に対して不足すると、商用電力系統の停電が発生する虞がある。
　また、電力会社では、突然の停電による需要家への影響を低減させるために、配電領域内を複数の地域に分割し、地域毎の電力供給スケジュールを予め作成し、需要家に対して電力供給スケジュールを事前に周知させておく。そして、地域毎に、商用電力系統からの電力供給を行う時間帯と、商用電力系統からの電力供給を停止する時間帯とを組み合わせることによって、配電領域内の電力供給能力（発電能力）が電力需要を満たすようにしている。
　しかしながら、商用電力系統の停電が発生すると、需要家に対して様々な影響を及ぼすため、電力会社にとっては、商用電力系統の停電をできるだけ避けることが望ましい。一方、需要家は、停電発生時においては、太陽光発電や蓄電池によって電力を確保したい思いがある。
　そこで、本発明の目的は、商用電力系統における電力の需給バランスの改善と、各需要家における停電時の電力確保とを両立することができる電力供給システムを提供することにある。
　本発明の電力供給システムは、分散電源の発電電力と、蓄電池の蓄電電力と、商用電力系統から供給される商用電力とを用いて、機器へ電力を供給する電力供給システムであって、前記分散電源の発電電力を前記機器へ供給し、前記分散電源の発電電力から前記機器の使用電力を差し引いた余剰電力で前記蓄電池を充電し、前記余剰電力がない場合、前記蓄電池の蓄電電力を前記分散電源の発電電力とともに前記機器へ供給し、前記機器の使用電力から前記分散電源の発電電力および前記蓄電池が供給する電力を差し引いた不足電力は、前記商用電力系統から供給する第１のアルゴリズムと、前記余剰電力を前記商用電力系統に逆潮流させる余剰売電モード、前記分散電源の発電電力の全量を前記商用電力系統に逆潮流させ、前記蓄電池の蓄電電力を前記機器へ供給するピークアシストモードの各モードを有する第２のアルゴリズムとを切替可能に実行するコントローラを備えることを特徴とする。
　本発明では、商用電力系統における電力の需給バランスの改善と、各需要家における停電時の電力確保とを両立することができる。
　この発明において、前記コントローラは、前記商用電力系統の停電前に、前記蓄電池の蓄電電力を前記機器へ供給することを禁止し、前記商用電力系統の停電前の、前記商用電力系統の電気料金が相対的に安い時間帯に、前記商用電力を用いて前記蓄電池を所定の蓄電量まで充電し、停電中は前記第１のアルゴリズムを実行することが好ましい。
　この発明において、前記コントローラは、前記商用電力系統からの電力供給能力が電力需要を満たす場合、前記第１のアルゴリズムを実行し、前記電力供給能力が電力需要に対して不足する場合、前記第２のアルゴリズムを実行することが好ましい。
　この発明において、前記コントローラは、前記第２のアルゴリズムを実行する期間のうち、前記電力供給能力が前記電力需要に対して不足すると予測される時間帯において、前記ピークアシストモードに切り替わることが好ましい。
　この発明において、前記コントローラは、電力会社が余剰電力の買取を行うか否かを示すデータを予め電力会社の管理サーバから通信により受信し、前記データより余剰電力の買取が行われないと判断される場合には前記第１のアルゴリズムを実行し、余剰電力の買取が行われると判断される場合には前記第２のアルゴリズムを実行することが好ましい。
　この発明において、前記コントローラは、前記第２のアルゴリズムを実行する期間のうちのピークアシストモードを開始するタイミングを含んだデータを前記管理サーバから受信することが好ましい。
　この発明において、前記コントローラは、前記管理サーバとの間の通信が途絶えたり、あるいは商用電力系統の停電が発生した場合には、前記第１のアルゴリズムを自動的に実行することが好ましい。
　本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態１の電力供給システムの構成を示すブロック図である。 実施形態１の地産地消アルゴリズムを示すパターン図である。 実施形態１の地産地消アルゴリズムを示すパターン図である。 実施形態１の地産地消アルゴリズムを示すパターン図である。 実施形態１の地産地消アルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１の地産地消アルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１の地産地消アルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１の地産地消アルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムを示すパターン図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムを示すパターン図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムを示すパターン図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態１のピークアシストアルゴリズムの動作を示す概略図である。 実施形態２の動作を示すパターン図である。 実施形態２の動作を示すパターン図である。 実施形態２の動作を示すパターン図である。 実施形態２の別の動作を示すパターン図である。 実施形態２の別の動作を示すパターン図である。 実施形態２の別の動作を示すパターン図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　（実施形態１）
　本実施形態の電力供給システムは、図１に示す構成を備えており、電力会社から電力を供給されている各需要家において用いられる。本システムは、分電盤１１、パワーコンディショナ１２、太陽電池１３、蓄電池１４、電力メータ１５、コントローラ１６を主構成として備える。
　各需要家の周辺に設けられた柱上トランスＴｒは、電力会社の変電所ＰＳから高圧配電路Ｗａ０を介して送られてくる６６００Ｖ系統を２００Ｖ／１００Ｖ系統に変換し、単相３線式２００Ｖ／１００Ｖの幹線電路Ｗａ１へ供給する。幹線電路Ｗａ１は、集合住宅の各住戸、戸建て住宅、工場、事務所等の需要家内に引き込まれ、分電盤１１に接続される。なお、幹線電路Ｗａ１および高圧配電路Ｗａ０が、本発明の商用電力系統に相当する。
　分電盤１１内において、図示しない主電源ブレーカ、分岐ブレーカ、太陽光発電用ブレーカ等が収納され、幹線電路Ｗａ１は、主電源ブレーカおよび分岐ブレーカを介して複数の分岐電路Ｗａ２に分岐する。分岐電路Ｗａ２のそれぞれは、照明機器、空調機器、家電機器等の機器Ｋが接続され、これらの機器Ｋへ交流電力を供給する。なお、図１では、１系統の分岐電路Ｗａ２のみを示す。
　パワーコンディショナ１２は、太陽電池１３に組み合わされることで太陽光発電装置を構成し、さらに蓄電池１４に組み合わされることで蓄電装置を構成する。
　まず、太陽光によって太陽電池１３が発電した直流電力は、パワーコンディショナ１２に供給され、パワーコンディショナ１２によって交流に変換される。パワーコンディショナ１２は、その交流出力を、変電所ＰＳが供給する商用電力に協調させる系統連系運転機能を有する。パワーコンディショナ１２は、交流電路Ｗａ３から分電盤１１を介して幹線電路Ｗａ１に接続しており、その交流出力は、分電盤１１を介して分岐電路Ｗａ２へ供給される、または商用電力系統へ逆潮流（売電）する。
　また、蓄電池１４は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池で構成され、充放電路Ｗｄ１を介してパワーコンディショナ１２に接続しており、パワーコンディショナ１２によって充放電制御がなされる。具体的に、パワーコンディショナ１２は、商用電力系統からの商用電力、および太陽電池１３の発電電力を用いて、蓄電池１４を充電する。さらに、パワーコンディショナ１２は、蓄電池１４の蓄電電力を交流に変換し、交流電路Ｗａ３から分電盤１１を介して分岐電路Ｗａ２へ供給する。
　電力メータ１５は、幹線電路Ｗａ１の系統監視点Ｐ１において、商用電力系統と需要家との間で授受される電力を測定し、太陽電池１３の出力の発電量監視点Ｐ２において、太陽電池１３の発電電力を測定し、その測定結果をコントローラ１６へ送信する。また、電力メータ１５の測定結果は、インターネットＮＴ１を介して電力会社の管理サーバＣＳへ送信され、電力会社では、各需要家における買電量および売電量の検針データとして用いる。なお、電力メータ１５とコントローラ１６との間の通信は、無線通信、有線通信のいずれでもよい。
　コントローラ１６は、分岐電路Ｗａ２の負荷監視点Ｐ３において、分電盤１１から機器Ｋへ供給される負荷電力を測定している。そして、コントローラ１６は、この負荷監視点Ｐ３における測定結果、電力メータ１５による測定結果、蓄電池１４の蓄電量等に基づいて、パワーコンディショナ１２による蓄電池１４の充放電制御を行う。また、各需要家のコントローラ１６は、管理サーバＣＳに対してインターネットＮＴ１経由で通信可能に接続している。
　そして、本システムのコントローラ１６は、商用電力系統における電力の需給バランスの改善と、各需要家における停電時の電力確保とを両立するために、「地産地消アルゴリズム」、「ピークアシストアルゴリズム」の２つのアルゴリズムを切替可能に実行する。なお、地産地消アルゴリズムは、本発明の第１のアルゴリズムに相当し、ピークアシストアルゴリズムは、本発明の第２のアルゴリズムに相当する。
　まず、電力会社は、発電所の発電能力（商用電力系統からの電力供給能力）、および電力需要の予測に基づき、発電所の発電能力が、翌日の電力需要を満たすか否かを判断する。そして、この判断結果に基づいて、翌日の売電制度を、「買取無し制度」または「余剰電力売電制度」に設定し、この売電制度の設定を各需要家に通知する。
　具体的には、発電所の発電能力が翌日の電力需要を満たすと電力会社が判断した場合、管理サーバＣＳは、各需要家のコントローラ１６に対して、翌日の売電制度を「買取無し制度」に設定することを通知する。買取無し制度とは、太陽電池１３の発電電力を電力会社が買電しない制度である。つまり、電力会社の管理サーバＣＳは、インターネットＮＴ１を介して、翌日に余剰電力の買取を行うか否かを示すデータを予め各需要家のコントローラ１６に送信する。
　コントローラ１６は、翌日の売電制度が「買取無し制度」に設定された場合、翌日の動作を「地産地消アルゴリズム（第１のアルゴリズム）」に設定し、地産地消アルゴリズムにしたがってパワーコンディショナ１２による蓄電池１４の充放電制御を行う。図２Ａ～２Ｃは、地産地消アルゴリズムを実行した１日の動作パターンを示す。図２Ａは、１日の電力パターンを示し、Ｘ１は、需要家内における電力使用量であり、Ｘ２は、太陽電池１３の発電量である。図２Ｂは、蓄電池１４の蓄電量パターン、図２Ｃは、系統監視点Ｐ１での電力パターンを示す。また、図３Ａ～３Ｄは、地産地消アルゴリズムの各時間帯における概略動作を示す。
　なお、買取無し制度が通常の売電制度であり、地産地消アルゴリズムが通常時に実行されるアルゴリズムになる。
　まず、変電所ＰＳから供給される商用電力（深夜電力）の料金単価が安い夜間Ｔ１は、図３Ａの蓄電動作を行い、コントローラ１６は、深夜電力を用いて、蓄電池１４を目標蓄電量Ｍ１まで充電するように、パワーコンディショナ１２に指示する。図２Ａの領域Ｒ１が、この深夜電力による蓄電量を示す。また、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される深夜電力を用いて動作している。したがって、蓄電池１４の蓄電および機器Ｋの動作のために、夜間Ｔ１の系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　次に、太陽電池１３が発電を行う昼間Ｔ２～Ｔ４は、図３Ｂの放電動作または図３Ｃの蓄電動作を行う。
　まず、太陽電池１３の発電量Ｘ２が需要家内の電力使用量Ｘ１より小さい時間帯Ｔ２（朝）において、コントローラ１６は、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、図３Ｂの放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図２Ａの領域Ｒ２は、この蓄電電力で賄う不足電力を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。また、太陽電池１３の発電電力も、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へ供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力、および蓄電池１４の蓄電電力で動作する。
　そして、太陽電池１３の発電量Ｘ２が需要家内の電力使用量Ｘ１より大きい時間帯Ｔ３（昼）において、コントローラ１６は、太陽光発電の余剰電力を蓄電池１４に蓄電するため、図３Ｃの充電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図２Ａの領域Ｒ３は、この余剰電力による蓄電量を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での逆潮方向電力がゼロになるように、太陽電池１３の発電電力を用いて蓄電池１４を充電する。また、太陽電池１３の発電電力は、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へも供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力のみで動作する。
　そして、時間帯Ｔ３において、蓄電池１４の蓄電量が、太陽電池１３の発電電力によって１００％に達すると（時間ｔ１）、コントローラ１６は、蓄電池１４の充電動作を停止するようにパワーコンディショナ１２に指示する。蓄電池１４の充電に用いられなくなった太陽光発電の余剰電力は、売電される。このとき、売電の動作のために、系統監視点Ｐ１には逆潮方向電力が発生する。図２Ａの領域Ｒ４は、この余剰電力による売電量を示す。
　そして、太陽電池１３の発電量Ｘ２が需要家内の電力使用量Ｘ１より小さい時間帯Ｔ４（夕方）において、コントローラ１６は、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、図３Ｂの放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図２Ａの領域Ｒ５は、この蓄電電力で賄う不足電力を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。また、太陽電池１３の発電電力も、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へ供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力、および蓄電池１４の蓄電電力で動作する。
　そして、夜間Ｔ５において、太陽電池１３の発電量Ｘ２がゼロになると、コントローラ１６は、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図２Ａの領域Ｒ６は、この蓄電電力で賄う不足電力を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。すなわち、機器Ｋは、蓄電池１４の蓄電電力のみで動作する。
　そして、蓄電池１４の蓄電量が１０％にまで低下すると（時間ｔ２）、コントローラ１６は、蓄電池１４の放電動作を停止するようにパワーコンディショナ１２に指示する。以降、図３Ｄに示すように、変電所ＰＳからの商用電力を機器Ｋへ供給する。すなわち、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される商用電力のみを用いて動作し、系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　そして、時間が経過して、変電所ＰＳから供給される商用電力（深夜電力）の料金単価が安い夜間Ｔ１になると、上記蓄電動作を繰り返す。
　このように、地産地消アルゴリズムでは、太陽電池１３の発電電力を蓄電池１４にできるだけ蓄電し、発電電力および蓄電電力を各需要家内で消費する方向に制御される。したがって、突然の停電時であっても、各需要家は、太陽電池１３の発電電力や、蓄電池１４の蓄電電力によって、停電時における電力供給を確保できる。
　一方、発電所の発電能力が翌日の電力需要に対して不足すると判断した場合、管理サーバＣＳは、各需要家のコントローラ１６に対して、翌日の売電制度を「余剰電力売電制度」に設定することを通知する。余剰電力売電制度とは、基本的に、太陽電池１３の発電電力のうち、各需要家が使用した電力の残り（余剰電力）を売電する制度である。
　コントローラ１６は、翌日の売電制度が「余剰電力売電制度」に設定された場合、翌日の動作を「ピークアシストアルゴリズム（第２のアルゴリズム）」に設定し、ピークアシストアルゴリズムにしたがってパワーコンディショナ１２による蓄電池１４の充放電制御を行う。図４Ａ～４Ｃは、ピークアシストアルゴリズムを実行した１日の動作パターンを示す。図４Ａは、１日の電力パターンを示し、Ｘ１１は、需要家内における電力使用量であり、Ｘ１２は、太陽電池１３の発電量である。図４Ｂは、蓄電池１４の蓄電量パターン、図４Ｃは、系統監視点Ｐ１での電力パターンを示す。また、図５Ａ～５Ｅは、ピークアシストアルゴリズムの各時間帯における概略動作を示す。
　まず、変電所ＰＳから供給される商用電力（深夜電力）の料金単価が安い夜間Ｔ１１は、図５Ａの蓄電動作を行い、コントローラ１６は、深夜電力を用いて、蓄電池１４を目標蓄電量１００％まで充電するように、パワーコンディショナ１２に指示する。図４Ａの領域Ｒ１１が、この深夜電力による蓄電量を示す。また、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される深夜電力を用いて動作している。したがって、蓄電池１４の蓄電および機器Ｋの動作のために、夜間Ｔ１１の系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　また、本システムにおける「ピークアシストアルゴリズム（第２のアルゴリズム）」は「余剰売電モード」と「ピークアシストモード」の２つの動作モードを有する。そして、太陽電池１３が発電を行う昼間は、「余剰売電モード」または「ピークアシストモード」で動作し、余剰売電モードが基本的な動作モードになる。そして、管理サーバＣＳは、「余剰電力売電制度」に設定することをコントローラ１６へ通知するときに、ピークアシストモードを開始するタイミングも併せて通知している。このピークアシストモードの設定期間（ピークアシストモード期間Ｔａ）は、ピークアシストアルゴリズムを実行する期間のうち、発電所の発電能力が電力需要に対して不足すると予測され、各需要家に対して全量売電によるピークアシストを期待する時間帯に設定される。ここでは図４Ａに示すように、太陽電池１３が発電を開始するタイミングで、ピークアシストモード期間Ｔａを開始するものとする。
　まず、ピークアシストモード期間Ｔａにおいて、コントローラ１６は、負荷監視点Ｐ３での負荷電力と同量の電力を蓄電池１４から放電させるように、パワーコンディショナ１２に指示し、図５Ｂの放電動作を行う。すなわち、機器Ｋは、蓄電池１４の蓄電電力のみで動作する。したがって、ピークアシストモード期間Ｔａにおいて、太陽電池１３の発電電力の全量は、売電される。このとき、売電動作のために、系統監視点Ｐ１には逆潮方向電力が発生する。図４Ａの領域Ｒ１２は、この余剰電力による売電量を示す。
　このように、ピークアシストアルゴリズムでは、発電所の発電能力が電力需要に対して不足すると予測される時間帯にピークアシストモード期間Ｔａを設定することによって、商用電力系統には、各需要家における太陽電池１３の発電電力の全量が逆潮流する。したがって、商用電力系統からの電力供給量が増大するので、商用電力系統からの電力供給が、商用電力系統の電力需要を満たすように、電力の需給バランスが改善される。
　また、ピークアシストモード期間Ｔａにおいて、コントローラ１６は、系統監視点Ｐ１での逆潮方向電力と発電量監視点Ｐ２での太陽電池１３の発電電力とが一致するように、蓄電池１４の放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示してもよい。この場合も、図５Ｂの動作を行う。
　そして、蓄電池１４の蓄電量が１０％にまで低下すると（時間ｔ１１）、コントローラ１６は、蓄電池１４の放電動作を停止するようにパワーコンディショナ１２に指示し、余剰売電モードの設定期間（余剰売電モード期間Ｔｂ）に移行する。余剰売電モード期間Ｔｂは、太陽電池１３の発電量Ｘ１２が需要家内の電力使用量Ｘ１１より大きい余剰売電モード期間Ｔｂ１（昼）と、太陽電池１３の発電量Ｘ１２が需要家内の電力使用量Ｘ１１より小さい余剰売電モード期間Ｔｂ２（夕方）とで構成される。
　まず、余剰売電モード期間Ｔｂ１において、コントローラ１６は、蓄電池１４の充放電動作の停止をパワーコンディショナ１２に指示する。そして、太陽電池１３の発電量Ｘ１２が需要家内の電力使用量Ｘ１１より大きいため、図５Ｃに示すように、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力のみで動作し、機器Ｋで使用されなかった太陽光発電の余剰電力は、売電される。このとき、売電動作のために、系統監視点Ｐ１には逆潮方向電力が発生する。図４Ａの領域Ｒ１３は、この余剰電力による売電量を示す。
　余剰売電モード期間Ｔｂ２においても、コントローラ１６は、蓄電池１４の充放電動作の停止をパワーコンディショナ１２に指示する。そして、太陽電池１３の発電量Ｘ１２が需要家内の電力使用量Ｘ１１より小さいため、図５Ｄに示すように、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力、および変電所ＰＳから供給される商用電力で動作し、系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。図４Ａの領域Ｒ１４は、この商用電力で賄う不足電力を示す。
　そして、夜間Ｔ１２においても、コントローラ１６は、蓄電池１４の充放電動作の停止をパワーコンディショナ１２に指示する。そして、太陽電池１３の発電量Ｘ１２がゼロであるため、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される商用電力のみで動作し、系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　そして、時間が経過して、変電所ＰＳから供給される商用電力（深夜電力）の料金単価が安い夜間Ｔ１１になると、上記蓄電動作を繰り返す。
　また、ピークアシストモード期間Ｔａは、ピークアシストアルゴリズムを実行する期間のうち、発電所の発電能力が電力需要に対して不足すると予測される時間帯に随時設定されるため、図４Ａ～４Ｃの例のように朝のタイミングで開始するとは限らない。
　例えば、ピークアシストモード期間Ｔａを午後に設定する場合、午前の余剰売電モード期間Ｔｂでは、以下の動作を行う。午前の余剰売電モード期間Ｔｂにおいて、太陽電池１３の発電量Ｘ１２が需要家内の電力使用量Ｘ１１より小さい場合、コントローラ１６は、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、図５Ｅの放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。また、太陽電池１３の発電電力も、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へ供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力、および蓄電池１４の蓄電電力で動作する。
　このように、本システムは、発電所の発電能力と電力需要との予測情報に基づいて、「地産地消アルゴリズム」と「ピークアシストアルゴリズム」との２つのアルゴリズムを切り替えて用いる。而して、商用電力系統における電力の需給バランスの改善と、各需要家における停電時の電力確保とを両立することができる。なお、本実施形態において、上述の通り、発電所の発電能力と電力需要との予測情報は、インターネットＮＴ１を介してデータとして電気会社の管理サーバＣＳから送信されるものであり、当該データに基づいてコントローラ１６は２つのアルゴリズムを切り替えて実行する。ただし、これに限らず、そのような予測情報は、例えばオフライン上にて、コントローラ１６に備え付けの図示しない操作部を介して各需要家で直接入力されるものであってもよい。
　例えば、需要家が突然の停電に備えるためには、余剰電力を蓄電するほうがよい。そこで、通常時は、地産地消アルゴリズムを実行し、太陽電池１３の発電電力を蓄電池１４にできるだけ蓄電し、発電電力および蓄電電力を各需要家内で消費する方向に制御する。したがって、突然の停電時であっても、各需要家は、太陽電池１３の発電電力や、蓄電池１４の蓄電電力によって、停電時における電力供給を確保できる。しかしながら、発電所の発電能力が電力需要に対して不足する場合には、地産地消アルゴリズムよりも、ピークアシストアルゴリズムを実行して、太陽電池１３の発電電力をできるだけ売電するほうがよい。
　（実施形態２）
　実施形態１は、夜間の深夜電力で蓄電を開始する時刻に、アルゴリズムの切替を行うが、本実施形態では、正午付近にアルゴリズムを切り替える場合を例示する。
　図６Ａ～６Ｃは、正午付近に発電所の発電能力が電力需要に対して不足すると判断されて、地産地消アルゴリズムからピークアシストアルゴリズムに切り替えた場合の１日の動作パターンを示す。図６Ａは、１日の電力パターンを示し、Ｘ２１は、需要家内における電力使用量であり、Ｘ２２は、太陽電池１３の発電量である。図６Ｂは、蓄電池１４の蓄電量パターン、図６Ｃは、系統監視点Ｐ１での電力パターンを示す。
　まず、本システムは地産地消アルゴリズムで動作している。そして、変電所ＰＳから供給される商用電力（深夜電力）の料金単価が安い夜間Ｔ２１は、図３Ａの蓄電動作を行い、コントローラ１６は、深夜電力を用いて、蓄電池１４を目標蓄電量Ｍ１まで充電するように、パワーコンディショナ１２に指示する。図６Ａの領域Ｒ２１が、この深夜電力による蓄電量を示す。また、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される深夜電力を用いて動作している。したがって、蓄電池１４の蓄電および機器Ｋの動作のために、夜間Ｔ２１の系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　次に、太陽電池１３が発電を行う昼間は、図３Ｂの放電動作または図３Ｃの蓄電動作を行う。
　まず、太陽電池１３の発電量Ｘ２２が需要家内の電力使用量Ｘ２１より小さい時間帯Ｔ２２（朝）において、コントローラ１６は、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、図３Ｂの放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図６Ａの領域Ｒ２２は、この蓄電電力で賄う不足電力を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。また、太陽電池１３の発電電力も、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へ供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力、および蓄電池１４の蓄電電力で動作する。
　そして、太陽電池１３の発電量Ｘ２２が需要家内の電力使用量Ｘ２１より大きい時間帯Ｔ２３（昼）において、コントローラ１６は、太陽光発電の余剰電力を蓄電池１４に蓄電するため、図３Ｃの充電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図６Ａの領域Ｒ２３は、この余剰電力による蓄電量を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での逆潮方向電力がゼロになるように、太陽電池１３の発電電力を用いて蓄電池１４を充電する。また、太陽電池１３の発電電力は、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へも供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力のみで動作する。
　そして、正午付近になって、発電所の発電能力が電力需要に対して不足すると判断され、地産地消アルゴリズムからピークアシストアルゴリズムに切り替えると、ピークアシストモード期間Ｔａに移行する。ピークアシストモード期間Ｔａにおいて、コントローラ１６は、負荷監視点Ｐ３での負荷電力と同量の電力を蓄電池１４から放電させるように、パワーコンディショナ１２に指示し、図５Ｂの放電動作を行う。すなわち、機器Ｋは、蓄電池１４の蓄電電力のみで動作する。したがって、ピークアシストモード期間Ｔａにおいて、太陽電池１３の発電電力の全量は、売電される。このとき、売電動作のために、系統監視点Ｐ１には逆潮方向電力が発生する。図６Ａの領域Ｒ２４は、この余剰電力による売電量を示す。
　そして、太陽電池１３の発電量Ｘ２２がゼロになると、コントローラ１６は、以降の時間帯Ｔ２４において、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図６Ａの領域Ｒ２５は、この蓄電電力で賄う不足電力を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。すなわち、機器Ｋは、蓄電池１４の蓄電電力のみで動作する。
　そして、蓄電池１４の蓄電量が１０％にまで低下すると、コントローラ１６は、蓄電池１４の放電動作を停止するようにパワーコンディショナ１２に指示する。以降の時間帯Ｔ２５では、図３Ｄに示すように、変電所ＰＳからの商用電力を機器Ｋへ供給する。すなわち、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される商用電力のみを用いて動作し、系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　次に、図７Ａ～７Ｃは、正午付近に発電所の発電能力が電力需要に対して供給過多になると判断されて、ピークアシストアルゴリズムから地産地消アルゴリズムに切り替えた場合の１日の動作パターンを示す。図７Ａは、１日の電力パターンを示し、Ｘ３１は、需要家内における電力使用量であり、Ｘ３２は、太陽電池１３の発電量である。図７Ｂは、蓄電池１４の蓄電量パターン、図７Ｃは、系統監視点Ｐ１での電力パターンを示す。
　まず、本システムはピークアシストアルゴリズムで動作している。そして、変電所ＰＳから供給される商用電力（深夜電力）の料金単価が安い夜間Ｔ３１は、図５Ａの蓄電動作を行い、コントローラ１６は、深夜電力を用いて、蓄電池１４を目標蓄電量１００％まで充電するように、パワーコンディショナ１２に指示する。図７Ａの領域Ｒ３１が、この深夜電力による蓄電量を示す。また、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される深夜電力を用いて動作している。したがって、蓄電池１４の蓄電および機器Ｋの動作のために、夜間Ｔ１１の系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　次に、太陽電池１３が発電を開始するタイミングで、ピークアシストモード期間Ｔａを開始する。ピークアシストモード期間Ｔａにおいて、コントローラ１６は、負荷監視点Ｐ３での負荷電力と同量の電力を蓄電池１４から放電させるように、パワーコンディショナ１２に指示し、図５Ｂの放電動作を行う。すなわち、機器Ｋは、蓄電池１４の蓄電電力のみで動作する。したがって、ピークアシストモード期間Ｔａにおいて、太陽電池１３の発電電力の全量は、売電される。このとき、売電動作のために、系統監視点Ｐ１には逆潮方向電力が発生する。図７Ａの領域Ｒ３２は、この余剰電力による売電量を示す。
　そして、正午付近になって、発電所の発電能力が電力需要に対して供給過多になると判断され、ピークアシストアルゴリズムから地産地消アルゴリズムに切り替える。地産地消アルゴリズムに切り替えた直後の時間帯Ｔ３２は、太陽電池１３の発電量Ｘ３２が需要家内の電力使用量Ｘ３１より大きい。そこで、コントローラ１６は、太陽光発電の余剰電力を蓄電池１４に蓄電するため、図３Ｃの充電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図７Ａの領域Ｒ３３は、この余剰電力による蓄電量を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での逆潮方向電力がゼロになるように、太陽電池１３の発電電力を用いて蓄電池１４を充電する。また、太陽電池１３の発電電力は、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へも供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力のみで動作する。
　そして、太陽電池１３の発電量Ｘ３２が需要家内の電力使用量Ｘ３１より小さい時間帯Ｔ３３（夕方）において、コントローラ１６は、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、図３Ｂの放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図７Ａの領域Ｒ３４は、この蓄電電力で賄う不足電力を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。また、太陽電池１３の発電電力も、パワーコンディショナ１２によって交流に変換され、分岐電路Ｗａ２へ供給される。すなわち、機器Ｋは、太陽電池１３の発電電力、および蓄電池１４の蓄電電力で動作する。
　そして、夜間Ｔ３４において、太陽電池１３の発電量Ｘ３２がゼロになると、コントローラ１６は、蓄電池１４の蓄電電力を用いて不足電力を賄うため、放電動作を行うようにパワーコンディショナ１２に指示する。図７Ａの領域Ｒ３５は、この蓄電電力で賄う不足電力を示す。そして、パワーコンディショナ１２は、系統監視点Ｐ１での順潮方向電力がゼロになるように蓄電池１４を放電制御し、この放電電力を交流に変換して分岐電路Ｗａ２に供給する。すなわち、機器Ｋは、蓄電池１４の蓄電電力のみで動作する。
　そして、蓄電池１４の蓄電量が１０％にまで低下すると（時間ｔ３１）、コントローラ１６は、蓄電池１４の放電動作を停止するようにパワーコンディショナ１２に指示する。以降、図３Ｄに示すように、変電所ＰＳからの商用電力を機器Ｋへ供給する。すなわち、機器Ｋは、変電所ＰＳから供給される商用電力のみを用いて動作し、系統監視点Ｐ１には順潮方向電力が発生する。
　本実施形態においても、発電所の発電能力と電力需要との予測情報に基づいて、「地産地消アルゴリズム」と「ピークアシストアルゴリズム」との２つのアルゴリズムを切り替えて用いる。而して、商用電力系統における電力の需給バランスの改善と、各需要家における停電時の電力確保とを両立することができる。
　また、上述の各実施形態において、深夜電力を用いて蓄電池１４を充電する場合、この蓄電電力を用いて動作する機器Ｋの使用電力の積分値に基づいて、目標蓄電量が決定される。この目標蓄電量は、機器Ｋの実際の使用電力の履歴を保存しておき、この履歴に基づいて決定してもよい。
　また、発電所の発電能力が電力需要に対して不足し、商用電力系統の停電が避けられないと判断された場合、管理サーバＣＳは、各需要家のコントローラ１６へ停電時間帯を通知する。停電時間帯を通知されたコントローラ１６は、停電時間帯前の放電制御を禁止し、停電時間帯までに、深夜電力を用いて蓄電池１４を蓄電量１００％まで充電しておき（満充電）、停電中は地産地消アルゴリズムを実行する。而して、各需要家は、停電時における電力をより確実に確保できる。
　また、コントローラ１６は、管理サーバＣＳとの間の通信が途絶えたり、あるいは商用電力系統の停電が発生した場合には、地産地消アルゴリズムを自動的に実行する。
　また、コントローラ１６は、所定期間（例えば、夏季）の所定時間（例えば、１１時～１６時）は、ピークアシストアルゴリズムのピークアシストモード期間Ｔａを自動的に実行してもよい。
　また、コントローラ１６は、商用電力系統の電圧低下が発生した場合、商用電力の供給力が不足していると判断して、ピークアシストアルゴリズムを自動的に実行してもよい。
　なお、上記各実施形態では、分散電源として太陽電池１３を用いているが、燃料電池、風力発電装置等の他の分散電源を用いてもよい。
　本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims (7)

  1. 　分散電源の発電電力と、蓄電池の蓄電電力と、商用電力系統から供給される商用電力とを用いて、機器へ電力を供給する電力供給システムであって、
    　前記分散電源の発電電力を前記機器へ供給し、前記分散電源の発電電力から前記機器の使用電力を差し引いた余剰電力で前記蓄電池を充電し、前記余剰電力がない場合、前記蓄電池の蓄電電力を前記分散電源の発電電力とともに前記機器へ供給し、前記機器の使用電力から前記分散電源の発電電力および前記蓄電池が供給する電力を差し引いた不足電力は、前記商用電力系統から供給する第１のアルゴリズムと、
    　前記余剰電力を前記商用電力系統に逆潮流させる余剰売電モード、前記分散電源の発電電力の全量を前記商用電力系統に逆潮流させ、前記蓄電池の蓄電電力を前記機器へ供給するピークアシストモードの各モードを有する第２のアルゴリズムと
    　を切替可能に実行するコントローラを備える
    　ことを特徴とする電力供給システム。
  2. 　前記コントローラは、前記商用電力系統の停電前に、前記蓄電池の蓄電電力を前記機器へ供給することを禁止し、前記商用電力系統の停電前の、前記商用電力系統の電気料金が相対的に安い時間帯に、前記商用電力を用いて前記蓄電池を所定の蓄電量まで充電し、停電中は前記第１のアルゴリズムを実行することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
  3. 　前記コントローラは、前記商用電力系統からの電力供給能力が電力需要を満たす場合、前記第１のアルゴリズムを実行し、前記電力供給能力が電力需要に対して不足する場合、前記第２のアルゴリズムを実行することを特徴とする請求項１または２記載の電力供給システム。
  4. 　前記コントローラは、前記第２のアルゴリズムを実行する期間のうち、前記電力供給能力が前記電力需要に対して不足すると予測される時間帯において、前記ピークアシストモードに切り替わることを特徴とする請求項３記載の電力供給システム。
  5. 　前記コントローラは、電力会社が余剰電力の買取を行うか否かを示すデータを予め電力会社の管理サーバから通信により受信し、前記データより余剰電力の買取が行われないと判断される場合には前記第１のアルゴリズムを実行し、余剰電力の買取が行われると判断される場合には前記第２のアルゴリズムを実行することを特徴とする請求項１の電力供給システム。
  6. 　前記コントローラは、前記第２のアルゴリズムを実行する期間のうちのピークアシストモードを開始するタイミングを含んだデータを前記管理サーバから受信することを特徴とする請求項５の電力供給システム。
  7. 　前記コントローラは、前記管理サーバとの間の通信が途絶えたり、あるいは商用電力系統の停電が発生した場合には、前記第１のアルゴリズムを自動的に実行することを特徴とする請求項５の電力供給システム。
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